Lab. Sistemi - Classe 5Bn A. S. 2000/2001 ITIS Primo Levi - Torino AA.AA. STANDARD SERIALE DI COMUNICAZIONE: RS232 Lo standard seriale di

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1 STANDARD SERIALE DI COMUNICAZIONE: RS232 Lo standard seriale di interfacciamento è stato introdotto al fine di collegare dispositivi remoti a bassa velocità con un calcolatore centrale. In questo genere di collegamenti, una delle esigenze fondamentali è quella di poter utilizzare dei cavi d'interconnessionc abbastanza semplici. Normalmente le informazioni numeriche che il calcolatore centrale deve inviare all'unità periferica sono raggruppate in un numero di bit. Ad esempio, nel caso di un terminale alfanumerico le informazioni viaggiano in gruppi di 7 o 8 bit. È evidente quindi che se si volesse inviare parallelamente queste informazioni sarebbe necessario un cavo d'interconnessione con 22 fili (8 fili per i dati in trasmissione, 8 per i dati in ricezione, 4 per i segnali di interfaccia o hundshaking ed infine 2 fili per la massa e la terra). Un numero così elevato di interconnessioni è incompatibile con gli obiettivi di una interffaccia di comunicazione per dispositivi remoti, per i quali le lunghezze delle interconnesioni possono essere dell'ordine delle decine di metri, come è evidenziato nello schema di fig. 1. Nella fig. 1 l'elaboratore centrale è connesso, mediante l'interfaccia seriale, a vari terminali remoti: alcuni di essi sono collegati mediante linee dedicate, costituite da cavi con un numero sufficiente di fili, mentre altri terminali, fra i quali non sarebbe facile effettuare dei collegamenti via cavo, sono connessi sfruttando le linee telefoniche. Quest'ultimo caso ò frequente quando l'elaboratore centrale ed il terminale remoto non sono posti nello stesso edificio. Si porta allora un cavo dall'elaboratore alla presa telefonica più vicina, e lo si collega con quest'ultima interponendo un dispositivo d'interfaccia detto modem. Questo dispositivo è in grado di trasformare i segnali elettrici presenti all'interfaccia seriale in segnali adatti al doppino telefonico. In particolare, poiché l'interfaccia dispone di due segnali separati (quello in trasmissione e quello in ricezione), la trasmissione sul doppino deve avvenire attraverso un segnale composto. Normalmente ciò viene fatto traslando 1

2 2 opportunamente i segnali di partenza su due frequenze diverse. In questo modo i due segnali si trovano in zone distinte dello spettro e quindi essi non interferiscono fra loro e sono separabili. Da una parte del doppino ci sarà un modem in trasmissione su una delle due frequenze ed in ricezione sull'altra, mentre dall'altro capo ci sarà un altro modem in funzionamento complementare. Vediamo ora in dettaglio le caratteristiche di una interfaccia seriale standard. La prima cosa da osservare è il meccanismo di serializzazione dei dati. Questo meccanismo deve tener conto del fatto che, a causa della lunghezza delle connessioni, è possibile avere errori sia sui bit trasmessi, ad esempio un bit zero a causa degli accoppiamenti parassiti può essere interpretato come un uno, sia sulle temporizzazioni. A tale scopo insieme ai bit di dato vengono trasmessi dei bit di controllo e sincronizzazione (vedi fig. 2). In fig. 2 è mostrata la serializzazione per una parola di 7 bit. Normalmente le interfaccie seriali possono essere impostate sia per una lunghezza di parola di 7 bit che per una di 8 bit. Questa doppia possibilità è legata all'evoluzione dei terminali alfanumerici. Infatti i primi terminali disponibili avevano un numero di caratteri predefiniti abbastanza bassi, tali da poter essere codificati con un codice ASCII a soli 7 bit (128 combinazioni). I terminali più moderni dispongono invece di un insieme di simboli più ricchi, uniti anche a sequenze semigrafiche, e quindi necessitano di una codifica estesa a 8 bit. Tornando alla fig. 2, si nota come la situazione di inattività delle linee di trasmissione del segnale sia associata allo stato di MARK, corrispondente al valore logico 1. Quando il dispositivo di trasmissione deve inviare informazioni sulla linea, inizialmente porta la linea stessa al valore 0; in questo modo il ricevitore viene sincronizzato ed il bit corrispondente (SB), che non trasporta alcuna informazione, viene chiamato, start bit. Successivamente vengono inviati in sequenza sulla linea i bit d'informazione, dal bit 1 (D1) al bit 7 (D8). La sequenza trasmessa viene chiusa con un bit di parità (PB), il quale serve per il controllo di

3 eventuali errori occorsi nella trasmissione, ed 1 o 2 bit di stop. ll bit di parità viene calcolato a partire dai bit di dato ed aggiunge alla parola trasmessa un 1 o uno 0. La parità può essere definita pari o dispari. Nel primo caso il bit di parità è tale che nella parola costituita dai bit dati e dai bit di parità si abbia un numero pari di bit ad 1. Nell'esempio di fig. 2 si ha appunto una parità pari, in quanto il numero di 1 nella parola complessiva è 4 e quindi un numero pari. Nel caso di un errore durante la trasmissione, ad esempio un bit 0 che diviene 1, la parità non è più verificata. All'atto della ricezione è possibile quindi verificare la presenza dell'errore e prendere tutte le decisioni utili per la correzione dell'errore stesso, ad esempio chiedendo una ritrasmissione dell'informazione.. L'interfaccia fra un elaboratore centrale ed un'unità periferica richiede, accanto ai segnali dati, alcuni segnali d'interfacciamento e di riferimento. In fig. 3 è mostrato un interfacciamento fra un computer ed una unità periferica. Ciascuno dei collegamenti presenti in fig. 3, ad esclusione dei segnali di terra e di massa, è di tipo monodirezionale; vale a dire esso è emesso da una delle due unità ed è ricevuto dall'altra. L'handshaking fra i due dispositivi può essere descritto come segue. L'unità periferica emette un segnale di DTR (Data Terminal Ready) per avvisare il sistema centrale di essere pronto al funzionamento, il sistema centrale risponde con il segnale DSR (Data Set Ready). A questo punto, verificata la disponibilità di entrambi i sistemi allo scambio di dati, l'unità periferica può effettivamente inviare i dati attivando prima il segnale RTS (Request To Send) e verificando la disponibilità del sistema centrale controllando il segnale CTS (Clear To Send). L'handshaking e così effettuato e i dati possono essere trasmessi sulla linea RXD (se ricevuti dalla periferica) o sulla linea TXD (se trasmessi dalla periferica). I due collegamenti bidirezionali, massa di segnale e terra di protezione, servono rispettivamente a trasmettere il riferimento elettrico dei segnali scambiati dalle due unità e a connettere fra loro i telai delle apparecchiature e queste con la terra. L'interfaccia seriale descritta in precedenza necessita quindi di un insieme di collegamenti fra le due apparecchiature da interfacciare. Questi collegamenti sono resi disponibili esternamente alle apparecchiature mediante l'uso di un connettore a 25 contatti (pin). Lo schema di questo connettore è mostrato in fig. 4. 3

4 Lo standard RS232 oltre a definire i segnali d'interfaccia fra i due dispositivi definisce anche la posizione dei segnali sul connettore stesso secondo quanto riportato nella tab. Al. Nella tabella viene utilizzata una convenzione diffusa in letteratura; in questa convenzione 1'unità periferica viene indicata con la sigla DTE (Data Terminal Equipment), mentre 1'unità collegata alla periferica viene chiamata DCE (Data Communication Equipment), in quanto normalmente tale unità è un dispositivo di gestione della comunicazione, come ad esempio un modem. Collegamento di due PC insieme tramite RS232, senza handshaking Collegamento di due PC insieme tramite RS232, con handshaking 4

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